Соматосенсорная стимуляция при остеоартрозе коленного сустава

Во всем мире 9,6% мужчин и 18% женщин в возрасте старше 60 лет страдают остеоартрозом (ОА), чаще всего с поражением коленного сустава. В популяции пациентов с ОА 80% пациентов с ОА имеют ограничения движений, а 25% не могут выполнять большую часть своей повседневной деятельности (ВОЗ). ОА представляет собой прогрессирующее заболевание суставного хряща, характеризующееся двигательными и сенсорными дисфункциями, в том числе уменьшением диапазона движений, мышечной слабостью, нарушением проприоцепции и болью. Некоторые из этих симптомов способствуют артрогенному мышечному торможению (ОИМ), рефлекторному снижению двигательной активности мышц, окружающих пораженный сустав, что, скорее всего, опосредовано ГАМКергическими механизмами торможения.

ОИМ характеризуется аномальной афферентной информацией, передаваемой в центральную нервную систему, что приводит к изменению афферентной обратной связи с мотонейронами четырехглавой мышцы (МН), что, в свою очередь, приводит к снижению возбудимости этого конкретного пула. Предполагается, что измененный афферентный вход связан со стимуляцией механорецепторов через суставной выпот или чрезмерные движения, ноцицепторов в ответ на боль или потерю суставных рецепторов. Хотя данных о роли центральной нервной системы мало, пре- и постсинаптические спинальные механизмы, по-видимому, затрагиваются, непосредственно влияя на альфа-МН. Дисфункция γ-петлей, по-видимому, также имеет место. Вместе эти механизмы приводят к острому инфаркту миокарда, который проявляется отклонениями в произвольном крутящем моменте четырехглавой мышцы, контроле силы и рефлекторной возбудимости, часто измеряемом Н-рефлексом.

Таким образом, моторная дисфункция является важным ограничивающим фактором для пациентов с ОА и включает моторные и сенсорные факторы. Помимо очевидной роли моторных эфферентов, сенсорные афференты также влияют на моторный контроль, а плохая проприоцептивная функция является предиктором плохого выполнения стояния на стуле. Уменьшение сенсорного дефицита потенциально может улучшить двигательную функцию при ОА коленного сустава. Настоящее исследование направлено на оценку того, может ли низкоинтенсивная электрическая стимуляция периферических нервов, форма увеличения афферентного входа, потенциально улучшить двигательную функцию пациентов с ОА. Однако наиболее ограничивающим фактором у больных ОА является боль, возникающая в покое и при движении. Парадигмы высокочастотной стимуляции обычно используются для уменьшения боли, но 40-50 минут низкочастотной электростимуляции (4 Гц, интенсивность < MT) также могут быть эффективными для уменьшения боли в покое, боли при движении и снижения болевой чувствительности, хотя недавний систематический обзор ставит под сомнение согласованность этих эффектов, учитывая ограниченные данные. Хотя, насколько нам известно, нет четкого физиологического объяснения уменьшения боли после стимуляции периферических нервов, вполне возможно, что уменьшение переживаемой боли опосредовано снижением анальгезии, т. е. снижением возбудимости ноцицептивных нейронов.

Электрическая стимуляция периферических нервов и мышц применялась в различных формах для модулирования мышечной силы, двигательных навыков, возбудимости спинного мозга и коры головного мозга. Вызванные силы нервно-мышечной электростимуляции (НМЭС) могут генерировать крутящие моменты до 112% от максимальной силы произвольного сокращения и увеличиваются с увеличением частоты стимуляции до 70-80 Гц.

В то время как NMES в первую очередь направлен на увеличение мышечной силы, низкоинтенсивная соматосенсорная электрическая стимуляция (SES) использовалась для улучшения приобретения двигательных навыков у неврологических пациентов и здоровых участников. СЭС возбуждает афферентные волокна групп Ia, Ib и II, а также вторичные афферентные волокна мышц. СЭС больше всего увеличивает двигательную активность при воздействии на периферический нерв при высокой сенсорной интенсивности (в 2-3 раза выше порога восприятия) на частоте 10 Гц (СЭС применяется в виде серий с частотой 1 Гц, состоящих из 5 импульсов по 10 Гц). Высокочастотная чрескожная электрическая стимуляция нервов (ЧЭНС) и сенсомоторная тренировка могут исправить ошибку изменения положения, отражающую нарушение проприоцепции коленного сустава у пациентов с ОА коленного сустава. Таким образом, и ЧЭНС, и СЭС возбуждают афферентные волокна, участвующие в проприоцепции коленного сустава. Нарушение проприоцепции колена связано с нарушением способности точно и стабильно контролировать усилие и нарушением эксцентрической силы. В отличие от NMES, при которой индуцированное увеличение мышечной силы, скорее всего, связано с изменениями метаболизма, гипертрофией и, возможно, спинальными механизмами, и TENS, где первичные афференты большого диаметра играют ключевую роль в уменьшении боли, SES воздействует на сенсорные пути, как кожные, так и проприоцептивные. которые кажутся подходящей целью для уменьшения сенсорного дефицита, связанного с ОА.

СЭС может улучшить двигательную функцию пациентов с инсультом, но неизвестно, могут ли такие улучшения произойти у пациентов с АО коленного сустава. Возбуждение первичных афферентов СЭС может служить физиологическим основанием для гипотезы о том, что СЭС положительно влияет на афферентный вход в α-МН четырехглавой мышцы, окружающей дисфункциональный сустав, и уменьшает боль. Ожидается, что повышенный афферентный вклад SES, как показано ранее у здоровых участников и пациентов с инсультом, улучшит двигательный контроль, измеряемый увеличением производительности отслеживания в дисфункциональном коленном суставе. Ожидается, что в качестве варианта задачи зрительно-моторного отслеживания стабильность силы и точность увеличатся после СЭС, поскольку эти меры связаны с проприоцепцией, и известно, что результат СЭС улучшается за счет возбуждения мышечных афферентов. Если это предположение верно, то СЭС можно будет использовать в будущих исследованиях и протоколах реабилитации в качестве основы для усиления эффектов НМЭС и других лечебных упражнений, направленных на увеличение силы и мощности четырехглавой мышцы. Во-вторых, если СЭС уменьшает боль и улучшает двигательный контроль, СЭС, возможно, может отсрочить операцию и может служить вспомогательным средством для пациентов, которые не подходят или сопротивляются полной замене коленного сустава, чтобы улучшить повседневную активность и, следовательно, качество жизни.

Таким образом, в настоящем исследовании будут изучены острые и отсроченные эффекты 60-минутной СЭС (пять импульсов в сериях 1 Гц при частоте 10 Гц при двигательной пороговой интенсивности) на бедренный нерв у пациентов, страдающих ОА коленного сустава. На рис. 1 представлен схематический обзор предлагаемого дизайна исследования. В качестве начального шага пилотный эксперимент на 5-6 здоровых людях должен выявить, наблюдаются ли какие-либо эффекты или тенденции, наблюдаемые после 30 минут СЭС, продолжительность, вероятно, будет более оптимальной при 60 минутах, учитывая стандарт 120 минут, используемый для улучшения состояния неврологических пациентов. ' функция руки. Основным результатом исследования является оценка координации движений с использованием отслеживания цели на основе положения колена, а не на основе силы четырехглавой мышцы, потому что положение по сравнению с силой менее подвержено влиянию боли и, следовательно, более подходит в текущем контексте. Вторичными результатами являются двигательный контроль и проприоцепция, что отражается в повышенной устойчивости и точности усилия, максимальной произвольной силе и ежедневной физической активности. Исследователи выдвигают гипотезу, основанную на предыдущих данных, что афферентный ввод, индуцированный СЭС, уменьшает нарушения сенсорного ввода в результате ОА и, следовательно, увеличивает двигательный контроль.